Preparação de Gene Gun Bullets e Transfection biobalística de neurônios em cultura Slice

Summary

Nós descrevemos um método para preparar balas DNA revestido de ouro e demonstrar o uso de balas tais biolistically transfectar neurônios em cultura de fatias do hipocampo.

Abstract

Transfecção biobalística é um meio físico de transfecting células bombardeando tecido com partículas de alta velocidade DNA revestido. Nós fornecemos um protocolo detalhado para transfecção biobalística de rato fatias do hipocampo, desde a preparação inicial de balas revestidas de DNA para o tiroteio final das culturas fatia organotípicas usando uma arma gene. Transfecção arma gene é um meio eficiente e fácil de transfecting neurônios e é especialmente útil para fluorescente rotulagem um pequeno subconjunto de células na fatia do tecido. Neste vídeo, primeiro esboço dos passos necessários para revestir as partículas de ouro com DNA. A seguir, demonstram como a linha de dentro do tubo de plástico com as balas de ouro / DNA, e como cortar essa tubulação para obter os cartuchos de plástico para carregar na arma gene. Finalmente, realizamos biobalística transfecção de culturas hipocampais de ratos fatia, demonstrando manipulação da Bio-Rad Helios arma gene, e oferecendo conselhos de resolução de problemas para obter fatias de tecido saudável e ideal transfectadas.

Protocol

PROTOCOLO PARA TRANSFECÇÃO biobalística

Fazer balas

Balas são boas para até 6 meses, mas pode começar a diminuir em termos de eficiência de transfecção após 2-3 meses. Balas devem ser armazenados a 4 ° C na presença de pellets dessecante. Sempre deixe os frascos de cintilação, em que as balas são armazenados, à temperatura ambiente antes de abrir o frasco.

Antes de começar tenho pronto:

• Espermidina (0,05 M)
• CaCl ₂ (1M)
• EtOH (100% de alta qualidade-garrafa fechada)
• Autoclavado H ₂ 0
• DNA a ser transfectadas
• Polivinilpirrolidona (PVP-20 ações mg / ml)
• 2 X 15 ml cônico (2/bullet set)
• Tubulação (cortado em 1 X ~ 30 polegadas conjunto bala /)
• Cintilação frascos (set 1/bullet)
• Pellets dessecação
• Seringa de 10 ml w / tubo na extremidade

Prepare tubulação:

1. Dry ~ 30 polegadas de tubo (cerca de 2 polegadas, ultrapassam direito O-ring), na estação tubo w / N ₂ de gás (0,4 de pressão) para um mínimo de 20 min.

Precipitar DNA em contas de ouro:

1. Prepare DNA a ser transfectados em 50 volumes μmL total em tubo de microcentrífuga (DNA máximo de 50 mg no total)
2. Pesar 6-8 mg de ouro e transferir para um tubo de microcentrífuga
3. Adicionar 100 mL de 0,05 M espermidina ao ouro e à sonicate por 20 segundos
4. Adicione o mL 50 de DNA ao ouro / espermidina
5. Vortex (cerca de configuração 5) w / tampa aberta
6. Add-drop 100 mL sábio de CaCl ₂ 1M
7. Sonicate brevemente (<5 seg)
8. Permitir a precipitar por 10 min em temperatura ambiente
9. Sonicate brevemente

Prepare a solução de PVP durante a sonicação:

1. Faça solução diluída em 15 ml PVP cônica, 3,5 ml diluída PVP para cada conjunto de balas (adicionar 7,5 mL de 20mg/ml estoque PVP a 3,5 ml EtOH 100%)

Lavagem contas de ouro com EtOH:

1. Spin down contas de ouro a toda a velocidade por 10 segundos em microcentrífuga
2. Elimine o sobrenadante, mas manter uma pequena quantidade de líquido em cima de contas de ouro
3. Lavar 3X com 1ml EtOH, sonicate brevemente cada vez, se necessário

Ressuspender ouro / DNA em solução PVP:

1. Ressuspender o sedimento de ouro em 200 mL da solução diluída 3,5 ml PVP / EtOH
2. Vortex da pelota de ouro para voltar a suspender (brevemente sonicate se necessário)
3. Transferir os 200 mL de ouro / solução PVP para um novo 15 mL cônica
4. Continue desta maneira, adicionando 200 mL de PVP em um tempo até todo o ouro foi transferido para a 15 mL cônica, eo volume final é de 3,2 mL

Tubo de revestimento:

1. Desligue N ₂ na estação tubo e remover tubos secos
2. Anexar tubos secos à seringa de 10 ml
3. Agitar vigorosamente o 15 mL cônica cheia de ouro / PVP
4. Coloque a extremidade do tubo em ouro / solução PVP e chupar lentamente tendo o cuidado de evitar bolhas
5. Deixar ~ 2 polegadas seca de ambas as extremidades do tubo
6. Com o tubo ainda ligado a seringa e preenchido com a solução de ouro / PVP, coloque cuidadosamente o tubo de volta na estação
7. Mark as extremidades do tubo onde a solução fica
8. Deixe o ouro se contentar com 5 min com a seringa conectada
9. Sugar-up a solução muito lentamente puxando a seringa de modo que o ouro resolvido é deixado para trás (não se esqueça de fazer lavagem de volta)
10. Separe a seringa
11. Rodar 90 ° e deixe descansar 2 segundo
12. Girar 180 ° e deixe descansar outro dois segundo
13. Rode o tubo por 5 segundos
14. Ligue o N _{2, de} modo que a válvula lê entre 0,4-0,5 e girar o tubo revestidas de ouro durante a secagem por 5 min.

Corte de tubos:

1. Remova a tubulação da estação prep-tubo e cortar as pontas na marca.
2. Colocar um frasco de cintilação rotulado sob o helicóptero para pegar tubos de cartuchos de corte
3. Tubulação lugar no helicóptero tubos e cortar o tubo com navalha limpa
4. Coloque um pellets dessecação em frasco de cintilação
5. Armazene os cartuchos a 4 ° C

Tiroteio Slices Tissue

Ao fotografar fatias cultivadas, é importante empregar uma técnica relativamente estéreis, a fim de evitar a contaminação. Lembre-se que ao fotografar duas construções diferentes, ambos os conjuntos de balas pode ser carregado no suporte do cartucho mesmo, mas o barril do forro e da tela deve ser alterado entre as construções.

Antes de começar tenho pronto:

• Balas DNA (vamos frasco de cintilação à temperatura ambiente antes de abrir)
• Fatias de tecido
• Helios Gene Gun
• Hélio tanque com mangueira de arma gene ligado </ Li>
• Suporte do cartucho
• Forro de plástico barril com O-ring no lugar
• Difusor (modificado)
• Tela difusor
• Fórceps

Preparar a arma gene:

1. Forceps lugar usando o ouro cartuchos de plástico revestidas no suporte do cartucho.
2. Coloque o suporte do cartucho na arma gene pela primeira empurrando bloqueio
3. Segura o suporte do cartucho com bloqueio
4. Obter um forro barril com um anel de vedação ea tela difusor firmemente no lugar
5. Parafuso do cano-liner na arma gene

Tiroteio fatias cultivadas com a arma gene:

1. Coloque em aquecedores de orelha
2. Ligue a arma gene em mangueira de gás hélio tanque conectado
3. Aumente a pressão no tanque a 180 PSI
4. Atire um espaço em branco no ar, a fim de remover qualquer poeira ou restos da tela difusor. Para disparar a arma, primeiro aperte o botão de bloqueio de segurança até que a arma emite um sinal sonoro, em seguida, puxe o gatilho.
5. Depois de atirar no vazio, retire as fatias da incubadora
6. Arma avançar para construir primeiro
7. Atire com a tela difusor cerca de 0,5 - 1 polegada da fatia
8. Antecedência o cartucho entre os poços.
9. Depois de filmar o bem último, coloque as fatias de volta para a incubadora
10. Desligue a pressão do gás e liberação antes de separar a arma da mangueira Hélio
11. Desapertar forro do cano, e remova o cartucho e as conchas utilizadas

Limpeza titulares cartucho e forros barril:

1. Cartuchos lugar, forros barril, e telas de difusor em um copo com água e sabão
2. Coloque um copo no sonicador banho e sonicate por 20 min
3. Enxaguar com água até que todos os resíduos de sabão são removidos
4. Mergulhe em EtOH 70% por uma hora
5. Coloque sobre papel toalha para secar secar durante a noite
6. Limpar cartuchos, forros barril, e as telas podem ser reutilizados em subseqüentes transfections biobalística

Problemas dicas de fotografia para Transfection biobalística

Transfecção biobalística às vezes pode resultar em condições de transfecção de qualidade inferior. Ela pode levar a muito poucos ou muito muitas células transfectadas, muito alta ou níveis de expressão muito baixa, ou pode causar fatias de tecido para tornar-se geralmente pouco saudável. Muitas vezes resultam fatias insalubres da explosão de pressão. Aqui estão algumas dicas para obter fatias de tecido ideal transfectadas.

Se fatias parecem ser pouco saudável (ou se as células demais estão transfectadas / fatia), tente:

• distância de disparo aumentar
• diminuição da pressão sobre tanque de gás
• diminuindo a quantidade de ouro
• cortando o centro do difusor Bio-Rad e substituindo o centro com uma tela difusor.

Se as células transfectadas são muito poucos, tente:

• diminuindo distância de disparo
• pressão crescente sobre tanque de gás
• aumentar a quantidade de ouro
• aumentar o número de fatias de tecido / poço
• certifique-se o O-ring no barril-liner está intacta.

Se você obter fatias com ambas as células demais e demasiado poucos transfectadas durante as filmagens mesmo certifique-se:

• que você está segurando a arma simetricamente acima bem
• que o ouro é uniformemente revestimento interior da tubulação. (Se você está recebendo uma linha de ouro, extrair o sobrenadante do tubo a uma taxa mais rápida uma vez que o ouro tem estabelecido e girar o ouro mais antes de ligar o nitrogênio. Se, por outro lado, você está recebendo listras de ouro , este é provavelmente devido à exposição demasiada umidade durante a tomada de bala: certifique-se que você está usando uma garrafa fechada de EtOH, que a tubulação está completamente seco antes do revestimento, e que você nivelamento das tampas e preparar balas em tempo hábil).

Se a eficiência de transfecção parece ótimo (# células transfectadas / fatia), mas o nível de expressão parece muito alta ou muito baixa:

• ajustar o DNA relação ao ouro. (Por exemplo, se for demasiado baixa manter a quantidade de ouro, mas aumentar a quantidade de DNA.)
• ajustar a quantidade de tempo entre fotografia e coleta de dados

No caso de transfecção dual, se você está recebendo muito pouca expressão de um de seus construtos, ajustar a relação dos dois construtos de maneira apropriada e certifique-se que ambas as construções estão sob o mesmo promotor, para se certificar de que um promotor não vai competir fora do outro.

Discussion

Transfecção biobalística é um meio físico de transfecting células via bombardeamento de tecido vivo com alta velocidade de DNA revestido partículas de ouro. Em partículas transferência de genes mediada, em geral células transfectadas resultado quando a bala vem para descansar no núcleo. Embora muitos métodos de transfecção diferentes existem, como microinjeção, lipofílico de fosfato de cálcio-transfecção eletroporação, transfecção e viral, transfecção biobalística pode oferecer um trabalho menos intensivo, e alternativa eficiente para transfecting células que não são facilmente transfectadas com estes outros métodos. Na verdade, ele foi desenvolvido inicialmente como uma técnica para transferência de genes em plantas, pois a presença da parede celular feita através de métodos de transfecção difícil preexistentes ^1. Da mesma forma, Biolistics ganhou popularidade no campo da neurobiologia já pós-mitóticas neurônios são notoriamente difíceis de transfecção ^2,3. Em particular, é amplamente reconhecido como a técnica de princípio para ser usado em experimentos que visam avaliar a morfologia multa de neurônios individuais em fatias de cérebro intacto. Os métodos descritos aqui apresentar uma explicação detalhada e abrangente de como executar transfecção biobalística de fatias de cérebro de cultura usando um gene de mão-gun (o Helios sistema Gene Gun; Bio-Rad).

Transfecção biobalística tem se tornado o método preferido para transfecting neurônios em cultura fatia, pois permite que a transfecção de um número escasso de células em todo o fatia do cérebro. Desta forma, os neurônios individuais podem ser examinados de forma isolada. Uma vez que esta técnica é particularmente adequada para transfecting neurônios no cérebro fatia, é muitas vezes usado em conjunto com dois fótons de microscopia, uma vez que a visualização 2-fóton de excitação das células permite fluorescente etiquetado profunda no tecido de espalhamento de luz ^4. Na verdade as imagens de alta ampliação único neurônios piramidais apresentados ao longo deste video foram capturados usando um microscópio a laser personalizado construído dois fótons de digitalização. Em conclusão transfecção biobalística é um meio eficiente de transfecting células individuais dentro do contexto de uma alta densidade de células vizinhas, e como tal tem se mostrado extremamente útil para fluorescente rotulagem neurônios individuais na cultura fatia neuronal.

Materials

Name	Type	Company	Catalog Number	Comments
1.6um gold particles (microcarrier)	0.25g	Bio-Rad	1652264
1M CaCl2		Fluka	21115
100% EtOH	1pint	Goldshield
Cartridge Tubing		Bio-Rad	1652412
Scintillation vials	20ml, 500/case	VWR international	66021-668
Dessication pellets	”Dricap”	MTI (800-445-9890)
Water bath sonicator	model 50T	VWR international
Cartridge holder	pack of 5	Bio-Rad	1652426
Barrel liner	pack of 5	Bio-Rad	1652417
Diffuser screen	pack of 5	Bio-Rad	1652475
O-ring	75 Viton, Size 007, Qty, 100	McMaster-Carr
Screen (mesh)		McMaster-Carr	144258
PVP	20mg/ml in EtOH	Bio-Rad		Comes with tubing from biorad
Tubing prep station		Bio-Rad	1652418
Tubing cutter		Bio-Rad	1652422
Helios Gene-Gun		Bio-Rad	1652411
Gene gun hose		Bio-Rad		Comes with Gene-Gun
Spermidine	5g	Sigma-Aldrich	s-0266
Although we have listed all the products seperately, it is more economical to purchase "Helios Gene-Gun System", which includes with all the products from Bio-Rad listed above (cat # 165-2431).